Din punct de vedere fitogeografic, întreg teritoriul judeţului Neamţ aparţine regiunii floristice eurosiberiene şi provinciei floristice central europene est-carpatice. După Al. Borza (Monografia Geografică a R.P.R.), teritoriul Parcului Natural Vânători Neamţ este inclus în circumscripţia floristică a flişului moldo-transilvan, care se întinde pe relieful carpatic şi subcarpatic (pe circa 80 % din suprafaţa judeţului Neamţ, aici aflându-se 50% din totalul speciilor şi subspeciilor de plante endemice din România);
Cercetările fitosociologice au contribuit la identificarea a circa 50 fitocenotaxonide care aparţin la următoarele unităţi de vegetaţie:
Unităţi zonale de vegetaţie
- Etajul nemoral al padurilor de foioase şi de amestecuri de foioase cu răşinoase
- Subetajul fagului şi a amestecului de fag cu răşinoase, care ocupă peste 90% din suprafaţa parcului
Unităţi intrazonale de vegetaţie
- Vegetaţia de lunca / din luncile râurilor – În lungul sectoarelor mijlocii şi superioare ale râurilor se dezvoltă arinişuri.